Этапы разработки процессоров

Модель	Тактовая частота, МГц	Разрядность	Год
	4-8
	8-20
	20-40
	20-100
IntelPentium	60-150
Intel Pentium Pro	100-200
Intel Pentium II	233-300
Intel Pentium III	450-500
Intel Pentium IV	до 2800
Pentium 4 3,2 ГГц

Как видно из таблицы за двадцать лет характеристики процессоров улучшились на порядки, и доступные практически каждому пользователю компьютеры оснащается процессорами с тактовой частота 3,0 ГГц и встроенным двухканальным контроллером памяти.

Память

Персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю. В данном параграфе рассматриваются первые две.

Оперативная память предназначена для хранения переменной информации, так как допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором вычислительных операций. Поскольку доступ к ячейкам памяти может осуществляться в произвольном порядке, то этот вид памяти называют памятью с произвольной выборкой RAM(Random Access Memory). При отключении компьютера её содержимое теряется.

Постоянная память хранит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором программы ROM (Read Only Memory). Данный вид памяти позволяет только считывать свое содержимое. Причем ROM сохраняет свои данные и при отключенном электропитании.

Оперативная память

По конструкции и характеристикам микросхемы оперативной памяти делятся на две основные группы: динамическая оперативная память; статическая оперативная память.

Динамическая оперативная память DRAM (Dynamic Random Aceess Memory) построена на микросхемах, которые требуют периодического обновления информации в них во избежание потерь. Эти микросхемы являются конденсаторными, которые хранят информацию в виде заряда (например, если конденсатор заряжен то в соответствующем ему бите памяти хранится единица, иначе ноль).

Но время хранения заряда конденсатором ограничено из-за “паразитных” утечек. Таким образом, чтобы не потерять имеющиеся данные, необходимо периодическое восстановление информации, которое выполняется в циклах регенерации (refresh cycle). Длительность одного цикла регенерации колеблется в пределах 70-500 нс. В общем на регенерацию данных расходуется 4-12% времени работы компьютера. Эта особенность накладывает ограничения на скорость получения данных из микросхем динамической памяти.

Статическая оперативная память SRAM(Static Random Access Memory) реализована на основе микросхем, не требующих регенерации содержимого для обеспечения сохранности данных. В отличие от динамической памяти статическая не хранит заряд, а позволяет потоку электронов течь по цепи. В цепи существует только два направления движения потока, что и позволяет хранить ноль или единицу. Таким образом, статическая память работает на принципе обычного переключателя - реле.

Несмотря на свои недостатки микросхемы динамической памяти предпочтительнее, так как микросхемы статической памяти обладают малой емкостью, большей стоимостью и большим энергопотреблением. Поэтому в ПЭВМ для реализации оперативной памяти используются в основном чипы динамической памяти. Микросхемы статической памяти используются только в тех блоках компьютера, где требуется наибольшая скорость и надежность работы, например для организации кэш-памяти.

Элементы динамической памяти конструктивно могут быть выполнены либо в виде микросхем типа DIP (Dual in line Packsge), либо в виде модулей памяти типа SIP (Single in line Package) или типа SIMM (Single in line Memory Module). Модули памяти DIP и SIMM имеют для подключения к материнской плате печатный (“ножевой”) разъем, а SIP - штыревой. Емкость и время доступа модуля можно узнать по маркировке на нем. Время доступа указывается последним (в наносекундах), а емкость (в килобитах) - перед ним. Например: TC511000-80, где 80 - время доступа; 11000 - емкость. Основные производители: Toshiba, Mitsubishi, Motorolla, Samsung.